Bremsprinzip der Bremsbeläge

Das Funktionsprinzip von Bremsen beruht hauptsächlich auf Reibung. Die Reibung zwischen Bremsbelägen und Bremsscheiben (Trommeln) sowie Reifen und Boden dient dazu, die kinetische Energie des Fahrzeugs nach der Reibung in Wärmeenergie umzuwandeln und das Auto anzuhalten. Ein gutes und effizientes Bremssystem muss eine stabile, ausreichende und kontrollierbare Bremskraft bieten und über gute hydraulische Übertragungs- und Wärmeableitungsfähigkeiten verfügen, um sicherzustellen, dass die vom Fahrer über das Bremspedal ausgeübte Kraft vollständig und effektiv auf den Hauptzylinder und jeden Unterzylinder übertragen werden kann, und um Hydraulikausfälle und Bremsversagen durch hohe Hitze zu vermeiden. Das Bremssystem eines Autos wird in zwei Kategorien unterteilt: Scheiben- und Trommelbremsen. Abgesehen vom Kostenvorteil ist die Effizienz von Trommelbremsen jedoch weitaus geringer als die von Scheibenbremsen.
Reibung
„Reibung“ bezeichnet den Bewegungswiderstand zwischen den Kontaktflächen zweier sich relativ zueinander bewegender Objekte. Die Größe der Reibung (F) ist proportional zum Produkt aus Reibungskoeffizient (μ) und Normaldruck (N) in vertikaler Richtung auf der Reibungskraftfläche und wird durch die physikalische Formel ausgedrückt: F=μN. Für das Bremssystem gilt: (μ) bezeichnet den Reibungskoeffizienten zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, und N ist die Kraft, die der Bremssattelkolben auf den Bremsbelag ausübt (Pedalkraft). Je höher der Reibungskoeffizient, desto höher die erzeugte Reibungskraft. Der Reibungskoeffizient zwischen Bremsbelag und Scheibe ändert sich jedoch aufgrund der hohen Hitze, die nach der Reibung entsteht. Mit anderen Worten ändert sich der Reibungskoeffizient (μ) mit der Temperatur. Jeder Bremsbelag hat aufgrund unterschiedlicher Materialien eine andere Änderungskurve des Reibungskoeffizienten. Daher haben unterschiedliche Bremsbeläge unterschiedliche optimale Arbeitstemperaturen und anwendbare Arbeitstemperaturbereiche. Das muss jeder beim Kauf von Bremsbelägen wissen.
Übertragung der Bremskraft
Die vom Bremssattelkolben auf den Bremsbelag ausgeübte Kraft wird als Bremspedalkraft (Pedalkraft) bezeichnet. Die vom Fahrer auf das Bremspedal ausgeübte Kraft wird durch den Hebel des Pedalmechanismus verstärkt und dann durch den Vakuumkraftverstärker verstärkt, der das Prinzip der Vakuumdruckdifferenz nutzt, um den Hauptbremszylinder anzutreiben. Der Hydraulikdruck vom Hauptbremszylinder nutzt den inkompressiblen Kraftübertragungseffekt der Flüssigkeit, die über die Bremsölleitung auf jeden Nehmerzylinder übertragen wird, und nutzt das „Pascalsche Gesetz“, um den Druck zu verstärken und den Kolben des Nehmerzylinders zu drücken, um Kraft auf den Bremsbelag auszuüben. „Pascalsches Gesetz“ bedeutet, dass der Flüssigkeitsdruck an jeder Position in einem geschlossenen Behälter gleich ist.
Der Druck ergibt sich aus der Division der aufgebrachten Kraft durch die kraftaufnehmende Fläche. Bei gleichem Druck können wir den Effekt der Kraftverstärkung erzielen, indem wir das Größenverhältnis der aufgebrachten und der aufgenommenen Fläche ändern (P1=F1/A1=F2/A2=P2). Bei Verwendung im Bremssystem ist das Verhältnis des Drucks im Hauptzylinder zum Druck im Nehmerzylinder das Verhältnis der Kolbenfläche im Hauptzylinder zur Kolbenfläche im Nehmerzylinder.
Ausstattung: ABS
ABS: Antiblockiersystem ist, wie der Name schon sagt, ein „Antiblockiersystem“. Jeder weiß, dass die größte Bremswirkung in dem Moment auftritt, bevor der Reifen blockiert. Wenn die Bremskraft im Gleichgewicht mit der Reibung des Reifens gehalten werden kann, wird die größte Bremswirkung erzielt. Wenn die Bremskraft größer als die Reibung des Reifens ist, blockiert der Reifen. Sobald der Reifen blockiert, ändert sich die Reibung zwischen Reifen und Boden von „statischer Reibung“ zu „dynamischer Reibung“, was nicht nur die Reibung stark verringert, sondern auch die Fähigkeit zum Wenden und zur Spurhaltung verliert. Da das Blockieren des Reifens das Ergebnis des Vergleichs zwischen der Bremskraft und der Reibung zwischen Reifen und Boden ist, ändert sich die Grenze, ob der Reifen während der Fahrt blockiert oder nicht, „jederzeit“, abhängig von den Eigenschaften des Reifens selbst, dem Zustand der Straße, dem Positionswinkel, dem Reifendruck und den Eigenschaften des Federungssystems. ABS verwendet die an den vier Rädern installierten Geschwindigkeitssensoren, um zu bestimmen, ob der Reifen blockiert ist oder nicht. Dadurch wird die Unsicherheit der menschlichen Sinne eliminiert und das rechtzeitige Lösen des Hydraulikdrucks des Bremszylinders präzise gesteuert, um ein Blockieren der Bremse zu verhindern. Die meisten aktuellen ABS sind so konstruiert, dass sie 12 bis 60 Mal pro Sekunde (12 bis 60 Hz) betätigt und gelöst werden können. Dies ist eine sehr hohe Leistung im Vergleich zu den 3 bis 6 Malen, die bei professionellen Rennfahrern erforderlich sind. Je häufiger betätigt und gelöst wird, desto näher kann die Bremskraft am Rande des Limits gehalten werden. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit, die ABS erreichen kann, hat die menschlichen Grenzen überschritten. Daher sagen wir: ABS ist die wertvollste Ausstattung beim Autokauf. Insbesondere die relative Gefährlichkeit von Airbags ist noch größer.
Zweifel am ABS
In letzter Zeit wurde in vielen Berichten darauf hingewiesen, dass die Wahrscheinlichkeit eines Autounfalls mit ABS höher ist als ohne ABS, was viele Menschen dazu veranlasst hat, die Wirksamkeit von ABS in Frage zu stellen. Dies ist auf die mangelnden Kenntnisse der Autobesitzer über das Bremssystem und ABS zurückzuführen. Viele Menschen glauben fälschlicherweise, dass nach dem Einbau von ABS die Bremskraft oder die Reibungsgrenze zwischen Reifen und Boden erhöht werden kann. Tatsächlich kann ABS die Bremskraft zwar so weit wie möglich auf der maximalen Grenze halten, diese Grenze jedoch nicht erhöhen. Hier noch einmal: Die Reibungsgrenze zwischen Reifen und Boden wird durch die Eigenschaften des Reifens selbst, den Straßenzustand, den Positionswinkel, den Reifendruck und die Eigenschaften des Federungssystems bestimmt, nicht jedoch durch ABS. ABS kann die Fähigkeiten des Bremssystems vollständig und effektiv nutzen, aber es ist nutzlos, die Bremskraft oder Reibung zu erhöhen. Denken Sie außerdem daran, bei der Verwendung von ABS zum Ausweichen bei hoher Geschwindigkeit in einer Notsituation geradeaus abzubremsen, bevor Sie das Lenkrad drehen. Lassen Sie das Bremspedal beim Drehen des Lenkrads nicht los und geraten Sie nicht wegen der ABS-Rückmeldung vom Pedal in Panik. Viele Leute glauben auch, dass ABS mit einer starken Fußbremse betätigt werden muss, damit es funktioniert, was ein weiteres Missverständnis in Bezug auf ABS ist. Das Antiblockiersystem ist natürlich nur wirksam, wenn die Räder blockiert sind. Wenn Sie auf einer vereisten Straße fahren, kann das ABS möglicherweise nicht anhalten, solange Sie leicht bremsen. Und wenn Sie auf einen Satz großer Hotmelt-Reifen mit Super-Grip umsteigen und auf einer flachen und trockenen Straße fahren und Ihr Bremssystem nicht verstärkt wurde, kann es sein, dass das ABS immer noch nicht anhält, selbst wenn Sie mit aller Kraft auf das Bremspedal treten, weil Ihre Bremskraft nicht ausreicht, um die Reifen zu blockieren. Wenn Autohändler die Verbraucher beim Verkauf von mit ABS ausgestatteten Autos umfassend und effektiv über die beiden oben genannten Punkte informieren können, kann ABS wirklich zu einer „aktiven Sicherheitsausrüstung“ werden. Andernfalls kann die Wahrscheinlichkeit von Unfällen steigen, anstatt zu sinken, wenn die Verbraucher beim Bremsen keine Angst haben.
Bremsenmodifikation
Inspektion vor der Modifikation: Für normale Straßenfahrzeuge oder Rennwagen ist ein effizientes Bremssystem ein Muss. Vor der Bremsmodifikation muss eine umfassende Bestätigung des ursprünglichen Bremssystems erfolgen. Überprüfen Sie den Hauptbremszylinder, den Nehmerzylinder und die Bremsölleitung auf Anzeichen von Öllecks. Wenn es verdächtige Anzeichen gibt, müssen Sie der Sache auf den Grund gehen. Ersetzen Sie gegebenenfalls den problematischen Nehmerzylinder, den Hauptzylinder oder die Bremsleitung. Der größte Faktor, der die Bremsstabilität beeinflusst, ist die Ebenheit der Oberfläche der Bremsscheibe oder der Bremstrommel. Dies ist oft die Ursache für ungewöhnliche Geräusche oder unausgeglichene Bremsen. Bei Scheibenbremssystemen sollten auf der Oberfläche keine Verschleißrillen und Linienrillen vorhanden sein, und die Dicke der linken und rechten Scheibe muss gleich sein, damit die gleiche Bremskraft verteilt werden kann. Darüber hinaus muss sichergestellt werden, dass die Scheibe vor seitlichen Stößen geschützt ist. Die Auswuchtung der Scheibe und der Bremstrommel wirkt sich auch stark auf die Auswuchtung des Rads aus. Wenn Sie also eine ausgezeichnete Auswuchtung des Rads benötigen, müssen Sie manchmal eine dynamische Auswuchtung des Reifens durchführen.
Bremsflüssigkeit
Die grundlegendste Änderung des Bremssystems besteht darin, es durch Hochleistungsbremsflüssigkeit zu ersetzen. Wenn die Bremsflüssigkeit aufgrund hoher Temperaturen oder der Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft zerfällt, sinkt der Siedepunkt der Bremsflüssigkeit. Kochende Bremsflüssigkeit führt dazu, dass das Bremspedal leer ist, was plötzlich passiert, wenn die Bremsen häufig und kontinuierlich verwendet werden. Kochende Bremsflüssigkeit ist das größte Problem des Bremssystems. Bremsflüssigkeit muss regelmäßig ausgetauscht werden. Bei der Lagerung nach dem Öffnen muss die Flaschenöffnung verschlossen werden, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit aus der Luft mit der Bremsflüssigkeit in Kontakt kommt. Bei einigen Automodellen ist die Marke der verwendeten Bremsflüssigkeit beschränkt, da einige Bremsflüssigkeiten Gummiprodukte korrodieren. Es ist notwendig, die Warnhinweise im Benutzerhandbuch zu beachten, um Missbrauch zu vermeiden, insbesondere bei Verwendung von Bremsflüssigkeit mit Silikonbestandteilen. Noch wichtiger ist, unterschiedliche Bremsflüssigkeiten nicht zu mischen. Bei normalen Straßenfahrzeugen sollte die Bremsflüssigkeit mindestens einmal im Jahr ausgetauscht werden, bei Rennwagen sollte sie nach jedem Rennen ausgetauscht werden.
Bremsbelagsatz
Hochleistungsbremsbeläge sind der direkteste, effektivste und einfachste Weg, die Bremskraft zu verbessern. Hochleistungsbremsbeläge bestehen meist aus Kohlefaser und Metall als Hauptrohstoffen und legen Wert auf umweltfreundliche Formeln, die kein Asbest enthalten. Da das Know-how der Bremsbeläge in der Materialformel liegt, können Verbraucher das tatsächliche Material nicht anhand des Produktetiketts erkennen. Daher kann die Auswahl der Bremsbeläge neben der vom Hersteller angegebenen Reibungskoeffizient-Temperatur-Kurve und der anwendbaren Betriebstemperatur (falls vorhanden) nur auf den Testberichten oder Benutzererfahrungen professioneller Medien als Referenz basieren. Einige Autobesitzer haben fälschlicherweise reine Konkurrenzbremsbeläge verwendet, einen hohen Preis ausgegeben, aber eine schlechtere Bremswirkung als die Originalbremsbeläge erzielt. Der Grund dafür ist, dass die Bremsbeläge aufgrund ihres sanften Fahrstils nicht die grundlegendste Betriebstemperatur erreichen können, sodass die Wirkung natürlich schlecht ist. Das häufigste Problem beim Wechseln der Bremsbeläge ist das damit verbundene Geräusch. Wenn die Scheibe platt ist, gibt es keine Lösung. Entweder akzeptieren Sie es oder versuchen Sie es bei einer anderen Person.
Bremsölleitung
Normalerweise besteht ein Abschnitt des Bremssystems aus einem weichen Gummirohr, das die Bewegung der Aufhängung unterstützt. Gummi selbst ist jedoch elastisch. Es verformt sich, wenn es dem Hydraulikdruck des Bremssystems ausgesetzt ist, was zu einer Änderung des Rohrdurchmessers führt, die die Übertragungswirkung des Hydraulikdrucks des Bremsöls verringert und es dem Bremszylinder unmöglich macht, eine stabile Bremskraft zu erzeugen. Mit zunehmendem Alter und bei heftiger Betätigung des Bremssystems nimmt der Verformungsgrad zu. Ursprünglich in Flugzeughydrauliksystemen verwendete Metallölrohre, die hohem Druck und hohen Temperaturen standhalten, können diese Situation verbessern. Der innere Teil besteht aus Teflonmaterial und die äußere Schicht ist mit Metallspulen bedeckt. Die Eigenschaften, sich nicht leicht zu verformen, sorgen für eine hervorragende hydraulische Übertragungswirkung, sodass der vom Hauptbremszylinder übertragene Hydraulikdruck vollständig genutzt werden kann, um die Kolben der Nebenkolben zu drücken und eine stabile Bremskraft zu erzeugen. Darüber hinaus bricht das Metallmaterial auch nicht leicht, was die Wahrscheinlichkeit eines Bremsversagens aufgrund einer Beschädigung des Ölrohrs erheblich verringern kann. Bremsölleitungen sind eine notwendige Modifikation für Rennwagen (insbesondere Rallye-Rennwagen) und bieten eine weitere Sicherheitsgarantie für normale Straßenfahrzeuge.
Bremspedalkraft erhöhen
Wenn Sie stark auf die Bremse treten, aber die Reifen nicht blockieren können, bedeutet dies, dass die vom Pedal erzeugte Bremskraft nicht ausreicht, was sehr gefährlich ist. Wenn die Bremskraft eines Autos zu gering ist, blockiert es zwar immer noch, wenn Sie stark darauf treten, aber es verliert auch die Fähigkeit, die Strecke zu kontrollieren. Die Bremsgrenze tritt in dem Moment ein, bevor die Bremsen blockieren, und der Fahrer muss in der Lage sein, bei dieser Kraft die Kontrolle über das Bremspedal zu behalten. Um die Bremspedalkraft zu erhöhen, können Sie zunächst die Bremskraftunterstützung erhöhen und auf einen größeren Lufttank umsteigen. Die Erhöhung ist jedoch begrenzt, da eine übermäßige Vakuumunterstützungskraft dazu führt, dass die Bremse ihre Progressivität verliert und die Bremse ganz nach unten gedrückt wird. Auf diese Weise kann der Fahrer die Bremse nicht effektiv und stabil kontrollieren. Am besten ist es, den Hauptzylinder und den Nehmerzylinder zu modifizieren und das Pascal-Prinzip weiter zu verwenden, um die Bremspedalkraft zu erhöhen. Wenn Sie den Nehmerzylinder und die Klemme modifizieren, können Sie gleichzeitig auch die Größe der Scheibe erhöhen. Die Bremskraft ist die Kraftstrecke, die die vom Bremsbelag erzeugte Reibungskraft auf die Radachse ausübt. Je größer also der Durchmesser der Scheibe ist, desto größer ist die Bremskraft.
Bremsenkühlung
Überhöhte Temperaturen sind die Hauptursache für den Verschleiß von Bremsbelägen, daher ist die Bremsenkühlung besonders wichtig. Bei Scheibenbremsen sollte die Kühlluft direkt in die Klemme geblasen werden. Da die Hauptursache für den Verschleiß von Bremsen das Sieden des Bremsöls in der Klemme ist, kann die Kühlluft während der Fahrt durch geeignete Rohre oder speziell konstruierte Felgen in die Klemme geleitet werden. Wenn die Wärmeableitungswirkung der Felge selbst gut ist, kann sie außerdem einen Teil der Wärme von Scheibe und Klemme abführen. Belüftete Scheiben mit Linien, Löchern oder Belüftungsdesigns können eine stabile Bremswirkung aufrechterhalten und den Gleiteffekt vermeiden, der durch heiße Eisenspäne zwischen Bremsbelägen und Scheibe verursacht wird, wodurch die Bremskraft effektiv gewährleistet wird.
Reibungskoeffizient
Der wichtigste Leistungsindikator von Bremsbelägen ist der Reibungskoeffizient. Die nationale Norm schreibt vor, dass der Reibungskoeffizient von Bremsen zwischen {{0}}.35-0.40 liegt. Qualifizierte Bremsbeläge haben einen moderaten und stabilen Reibungskoeffizienten. Wenn der Reibungskoeffizient unter 0,35 liegt, wird der sichere Bremsweg überschritten oder die Bremsen versagen sogar. Wenn der Reibungskoeffizient höher als 0,40 ist, neigen die Bremsen zu plötzlichem Blockieren und Überschlagsunfällen.
Inspektor des Nationalen Zentrums für Qualitätsüberwachung und Inspektion nichtmetallischer Mineralprodukte: Nationale Normen schreiben vor, dass der Reibungskoeffizient bei 350 Grad größer als 0,20 sein muss